JP6503613B2 - Powder container - Google Patents
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Description
本発明は粉末容器に関する。さらに詳しくは、粉末成形装置に粉末を供給する粉末容器に関する。 The present invention relates to a powder container. More particularly, it relates to a powder container for supplying powder to a powder molding apparatus.
比較的複雑な形状を有する機械部品などを製造する技術として粉末冶金法がある。この方法では、鉄系材料を含む種々の組成の粉末を所望の形状に加圧成形し、得られた成形体(圧粉体)を加熱して焼結させる。そして、ダイを用いて前記成形体を作製する粉末成形装置では、ダイプレート上を摺動して前記ダイに粉末を充填するシューボックス内に、原料の粉末を収容する粉末容器からホースなどを経由して当該粉末が供給される。 Powder metallurgy is a technology for producing machine parts having relatively complicated shapes. In this method, powders of various compositions including an iron-based material are pressure-formed into a desired shape, and the obtained compact (green compact) is heated and sintered. And, in the powder forming apparatus which produces the above-mentioned compact using a die, it passes through the hose etc. from the powder container which accommodates the powder of the raw material in the shoe box which slides on the die plate and fills the powder into the die. The powder is then supplied.
前記粉末容器内には、通常、1000kg程度の粉末が収容される。この粉末は、加圧成形が行われる建屋とは別棟の配合棟において、混合機を用いて所望の組成に調整される。そして、得られる粉末は、前記混合機の排出口の下方に配置された粉末飛散防止フードを経由して、当該粉末飛散防止フードの下方に配置される粉末容器内に充填される。粉末充填後の粉末容器はフォークリフトなどによって粉末成形装置が設置された建屋内の所定位置に搬入される。 In the powder container, usually about 1000 kg of powder is accommodated. The powder is adjusted to a desired composition using a mixer in a compounding ridge separate from the building where the pressure forming is performed. And the obtained powder is filled in the inside of the powder container arrange | positioned under the said powder scattering prevention hood via the powder scattering prevention hood arrange | positioned under the discharge port of the said mixer. The powder container filled with powder is carried by a forklift or the like to a predetermined position in a building where the powder forming apparatus is installed.
仕様通りの強度や特性を備えた焼結体を得るためには、均質な粉末を粉末成形装置のシューボックス内へ供給する必要がある。そのため、粉末容器からシューボックスへ供給される際の粉末の挙動は、当該粉末容器に先に投入されたものが先に排出される、いわゆるマスフローであることが望ましいが、粉末の組成のうちカーボンや潤滑剤(ワックスなど)などの副原料が粉末容器の壁面に付着して堆積し、先に投入したにもかかわらず最後に排出される、いわゆるファンネルフローになることがある。ファンネルフローが生じると、カーボンの偏析が発生したり、粉末のかさ密度が変動したりする恐れがある。その結果、得られる製品の強度や特性がばらついて、歩留まりが低下するという問題がある。 In order to obtain a sintered body with the strength and characteristics as specified, it is necessary to supply a homogeneous powder into the shoe box of the powder forming apparatus. Therefore, it is desirable that the behavior of the powder when supplied from the powder container to the shoe box is a so-called mass flow in which the material previously charged into the powder container is discharged first, but carbon is one of the powder compositions. In some cases, auxiliary materials such as lubricants (wax etc.) adhere to and deposit on the wall of the powder container, resulting in so-called funnel flow which is discharged last despite being previously introduced. When funnel flow occurs, carbon segregation may occur, and the bulk density of the powder may vary. As a result, there is a problem that the strength and characteristics of the obtained product vary and the yield is lowered.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、壁面への粉末の付着や堆積を防止または抑制して、粉末の挙動をマスフローにすることができる粉末容器を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a powder container capable of mass flow of powder behavior by preventing or suppressing adhesion or deposition of powder on a wall surface. And
本発明の一態様に係る粉末容器は、鉄系材料を主原料とする粉末を粉末成形装置に供給するための粉末容器であって、
上端に粉末受入口を有する円筒形状の本体部と、
前記本体部の下端開口に接続されており、下端に粉末排出口を有する円すい形状の傾斜部と
を備えており、
前記傾斜部の内壁面の面粗度Rz(μm)が3以下であり、
前記傾斜部の内壁面の傾斜角が50〜80°であり、かつ、
前記粉末が少なくともカーボンを副原料として含む。
なお、本明細書において、「面粗度Rz」は、JISB0659−1(2002)に規定される面粗度(μm)である。
A powder container according to an aspect of the present invention is a powder container for supplying a powder containing an iron-based material as a main raw material to a powder forming apparatus,
A cylindrical body having a powder inlet at its upper end,
A conical inclined portion connected to the lower end opening of the main body portion and having a powder discharge port at the lower end;
The surface roughness Rz (μm) of the inner wall surface of the inclined portion is 3 or less ,
The inclination angle of the inner wall surface of the inclined portion Ri 50 to 80 ° der, and
The powder contains at least carbon as an auxiliary material .
In the present specification, the “surface roughness Rz” is the surface roughness (μm) defined in JIS B 0659-1 (2002).
上記発明によれば、壁面への粉末の付着や堆積を防止または抑制して、粉末の挙動をマスフローにすることができる。 According to the above-mentioned invention, it is possible to make the behavior of the powder a mass flow by preventing or suppressing adhesion and deposition of the powder on the wall surface.
〔本発明の実施形態の説明〕
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
本発明の一態様に係る粉末容器は、
(1)鉄系材料を主原料とする粉末を粉末成形装置に供給するための粉末容器であって、
上端に粉末受入口を有する円筒形状の本体部と、
前記本体部の下端開口に接続されており、下端に粉末排出口を有する円すい形状の傾斜部と
を備えており、
前記傾斜部の内壁面の面粗度Rzが3以下であり、かつ、
前記傾斜部の壁面の水平面に対する傾斜角が50〜80°である。
Description of the embodiment of the present invention
First, the embodiments of the present invention will be listed and described.
A powder container according to one aspect of the present invention is
(1) A powder container for supplying a powder consisting mainly of an iron-based material to a powder forming apparatus,
A cylindrical body having a powder inlet at its upper end,
A conical inclined portion connected to the lower end opening of the main body portion and having a powder discharge port at the lower end;
The surface roughness Rz of the inner wall surface of the inclined portion is 3 or less, and
The inclination angle of the wall surface of the inclined portion with respect to the horizontal plane is 50 to 80 °.
本態様に係る粉末容器は、傾斜部の内壁面の面粗度Rzを3以下にしているので、粉末容器内に供給される粉末と、当該内壁面との摩擦を小さくすることができ、粉末の流れをよくすることができる。また、傾斜部の壁面の水平面に対する傾斜角が50〜80°であるので、粉末排出口へ向かう粉末の流れをよくすることができる。このような面粗度および傾斜角にすることで、粉末容器からシューボックスへ供給される際の粉末の挙動をマスフローにすることができ、粉末が傾斜部の内壁面に付着、堆積して当該粉末の挙動がファンネルフローになることを防止することができる。これにより、副原料として粉末に含まれるカーボンの偏析や、粉末のかさ密度の変動を防止ないし抑制することができ、その結果、得られる製品の強度や特性を安定させ、歩留まりを向上させることができる。 In the powder container according to this aspect, since the surface roughness Rz of the inner wall surface of the inclined portion is 3 or less, the friction between the powder supplied into the powder container and the inner wall surface can be reduced. Flow can be improved. Moreover, since the inclination angle with respect to the horizontal surface of the wall surface of an inclination part is 50-80 degrees, the flow of the powder which goes to a powder discharge port can be improved. By using such surface roughness and inclination angle, the behavior of the powder when supplied from the powder container to the shoe box can be mass flow, and the powder adheres to and is deposited on the inner wall surface of the inclined portion, It is possible to prevent the behavior of the powder from becoming funnel flow. As a result, segregation of carbon contained in the powder as an auxiliary material and fluctuation of bulk density of the powder can be prevented or suppressed, and as a result, the strength and characteristics of the obtained product can be stabilized and yield can be improved. it can.
(2)上記(1)の粉末容器において、前記粉末が少なくともカーボンを副原料として含むものとすることができる。この場合、カーボンの偏析を防止ないし抑制することができ、その結果、得られる製品の強度や特性を安定させ、歩留まりを向上させることができる。 (2) In the powder container of the above (1), the powder may contain at least carbon as an auxiliary material. In this case, segregation of carbon can be prevented or suppressed, and as a result, the strength and characteristics of the obtained product can be stabilized, and the yield can be improved.
(3)上記(1)又は(2)の粉末容器において、前記傾斜部の内壁面の面粗度Rzが1.6〜3.0であることが好ましい。この場合、粉末容器内に供給される粉末と、当該内壁面との摩擦をさらに小さくすることができ、粉末の流れを一層よくすることができる。 (3) In the powder container of said (1) or (2), it is preferable that surface roughness Rz of the inner wall face of the said inclination part is 1.6-3.0. In this case, the friction between the powder supplied into the powder container and the inner wall can be further reduced, and the flow of the powder can be further improved.
(4)上記(1)〜(3)の粉末容器において、前記傾斜部の壁面の傾斜角が56〜75°であることが好ましい。この場合、粉末排出口へ向かう粉末の流れを一層よくすることができる。 (4) In the powder container of said (1)-(3), it is preferable that the inclination angle of the wall surface of the said inclination part is 56-75 degrees. In this case, the flow of powder towards the powder outlet can be further improved.
〔本発明の実施形態の詳細〕
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の粉末容器の実施形態を詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
Details of the Embodiment of the Present Invention
Hereinafter, an embodiment of a powder container of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The present invention is not limited to these exemplifications, but is shown by the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.
図1は、本発明の一実施形態に係る粉末容器1を含む粉末充填装置Pの断面説明図である。粉末充填装置Pは、粉末成形装置で用いられる粉末を調製し、粉末容器1内に充填する装置であり、混合機2、粉末飛散防止フード3、および粉末容器1を備えている。
FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view of a powder filling device P including a
粉末容器1には、成形体(圧粉体)を作製する加圧成形装置に供給される粉末が収容される。粉末は、主原料である鉄系材料と、カーボンや潤滑剤(ワックスなど)などの副原料とからなっており、これらの原料は、混合機2により所定配合に調整される。
The
所定配合に調整された粉末は、ステージS上に設置された混合機2の排出口2aから、当該混合機2の下方に配設された粉末飛散防止フード3を経由して、当該粉末飛散防止フード3のさらに下方に配設される粉末容器1内に供給される。粉末飛散防止フード3にはダクト4が接続されており、このダクト4を用いて粉末飛散防止フード3内の空気を吸引することで当該粉末飛散防止フード3内は負圧にされている。したがって、混合機2からの排出時に舞い上がった粉末が粉末飛散防止フード3の上部開口3aまたは下部開口3bから外部に漏れて、前記配合棟内の作業環境が悪くなるのが抑制ないし防止される。
The powder adjusted to the predetermined composition is prevented from being shattered from the
本実施形態に係る粉末容器1は、本体部5と、傾斜部6とを備えており、鋼製の架台B上に配設されている。本体部5は、円筒形状を呈しており、上端に粉末受入口5aを有しており、下端に開口を有している。傾斜部6は、下方に向かうにつれて小径となる円すい形状を呈しており、その径大側の開口は前記本体部5の下端の開口に接続されている。傾斜部6の下端には、粉末成形装置へ粉末を供給するための円筒形状の粉末排出口7が形成されている。この粉末排出口7の下端にはフランジ8が設けられており、このフランジ8に、一端にフランジ9が設けられた排出弁10の当該フランジ9が接続されている。本実施形態における排出弁10は電動バタフライ弁である。粉末排出時には、この排出弁10を開状態にして粉末容器1内の粉末が粉末成形装置のシューボックスへ供給される。粉末容器1の材質は、本発明において特に限定されるものではないが、例えばステンレス鋼で作製することができる。
The
粉末容器1の傾斜部6の内壁面6aの面粗度Rzは3以下、好ましくは1.6〜3.0になるように加工されている。このような面粗度Rzになるような加工法としては、例えばバフ研磨を例示することができるが、3以下の面粗度Rzとなる限り、本発明において特に限定されるものではない。内壁面6aの面粗度Rzが3を超えると、後述する傾斜部6の壁面の傾斜角とも関連するが、粉末容器1内に供給された粉末が傾斜部6の内壁面6aに付着、堆積する可能性がある。特に、副原料としてカーボンが含まれる場合、かかるカーボンは平均の大きさが20〜30μmと、主原料である鉄粉の60μmと比較して小さく、かつ、形状が鱗片状であることから、当該内壁面6aとの摩擦が大きくなり、内壁面6aに付着したり堆積したりする可能性がある。その結果、粉末成形装置に供給されるときの粉末の挙動がファンネルフローになり、当該カーボンの偏析やかさ密度の変動が生じる恐れがある。
The surface roughness Rz of the
傾斜部6の壁面の水平面に対する傾斜角θは、50〜80°、好ましくは56〜75°に設定されている。傾斜角θが50°よりも小さいと、前述した内壁面6aの面粗度Rzとも関連するが、粉末容器1内に供給された粉末の傾斜部6での流れが悪くなり、ファンネルフローの原因となる。
The inclination angle θ of the wall surface of the inclined portion 6 with respect to the horizontal plane is set to 50 to 80 °, preferably 56 to 75 °. If the inclination angle θ is smaller than 50 °, it is also related to the surface roughness Rz of the
これに対し本実施形態では、傾斜部6の内壁面6aの面粗度Rzを3以下にしているので、粉末容器1内に供給される粉末と、当該内壁面6aとの摩擦を小さくすることができ、粉末の流れをよくすることができる。また、傾斜部6の壁面の水平面に対する傾斜角を50〜80°としているので、粉末排出口7へ向かう粉末の流れをよくすることができる。このような面粗度および傾斜角にすることで、粉末容器1からシューボックスへ供給される際の粉末の挙動をマスフローにすることができ、粉末が傾斜部6の内壁面6aに付着、堆積して当該粉末の挙動がファンネルフローになることを防止することができる。なお、傾斜角が上限値(80°)より大きくなると、粉末容器1が長くなり取り扱いにくくなる。
On the other hand, in the present embodiment, since the surface roughness Rz of the
〔その他の変形例〕
本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、前述した実施形態では、粉末容器の本体部の高さ(使用時における上下方向のサイズ)が傾斜部の高さよりも低くされているが、両高さは、収容する粉末の量などに応じて適宜変更することができる。
また、前述した実施形態では、粉末を排出する機構としてバタフライ弁からなる排出弁を用いているが、スライド弁など他の構成とすることも可能である。
[Other Modifications]
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications are possible within the scope of the claims.
For example, in the embodiment described above, the height (the size in the vertical direction at the time of use) of the main body of the powder container is made lower than the height of the inclined portion, but both heights depend It can be suitably changed accordingly.
Moreover, in the embodiment described above, the discharge valve including a butterfly valve is used as a mechanism for discharging the powder, but other configurations such as a slide valve may be used.
1 :粉末容器
2 :混合機
3 :粉末飛散防止フード
3a:上部開口
3b:下部開口
4 :ダクト
5 :本体部
6 :傾斜部
6a:内壁面
7 :粉末排出口
8 :フランジ
9 :フランジ
10 :排出弁
B :架台
P :粉末充填装置
S :ステージ
1: powder container 2: mixer 3: powder scattering
Claims (3)
上端に粉末受入口を有する円筒形状の本体部と、
前記本体部の下端開口に接続されており、下端に粉末排出口を有する円すい形状の傾斜部と
を備えており、
前記傾斜部の内壁面の面粗度Rz(μm)が3以下であり、
前記傾斜部の内壁面の傾斜角が50〜80°であり、かつ、
前記粉末が少なくともカーボンを副原料として含む、粉末容器。 A powder container for supplying a powder containing iron-based material as a main raw material to a powder forming apparatus,
A cylindrical body having a powder inlet at its upper end,
A conical inclined portion connected to the lower end opening of the main body portion and having a powder discharge port at the lower end;
The surface roughness Rz (μm) of the inner wall surface of the inclined portion is 3 or less ,
The inclination angle of the inner wall surface of the inclined portion Ri 50 to 80 ° der, and
A powder container, wherein the powder contains at least carbon as an auxiliary material .
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